True Detective sigue a varios detectives en sus investigaciones -en cada temporada dos conocidas estrellas interpretarán a una pareja de detectives diferente intentando resolver un caso-. En la primera temporada, de 8 episodios, se narra el lapso de 17 años en el que dos detectives, Rust Cohle y Martin Hart, tratan de dar caza a un asesino en serie de Louisiana. Los detectives Cohle y Hart del Departamento de Policía de Louisiana deben volver a investigar el retorcido caso de una serie de asesinatos en el que habían trabajado 17 años atrás. Ambos narran desde nuestros días sus investigaciones paralelas, sucesos que reabren heridas aún no cicatrizadas y les sumergen de nuevo en los bizarros rituales que envolvían los asesinatos. Cuando son obligados a volver a un mundo que creían haber dejado en el pasado, el avance en la investigación y el mayor conocimiento mutuo les enseñan que la oscuridad reside a ambos lados de la ley.

Se trata de una actualización contemporánea de las historias de Sherlock Holmes de Sir Arthur Conan Doyle, en la que el detective vive en los Estados Unidos, concretamente en la ciudad de Nueva York. La serie está protagonizada por Jonny Lee Miller, en el papel de Holmes, y Lucy Liu, en el de Joan Watson. Holmes es un consultor de Scotland Yard caído en desgracia que abandona Londres y se instala en Brooklyn, Estados Unidos, con el fin de rehabilitarse de su adicción a las sustancias ilegales. Allí vivirá con su compañera de abstinencia, Joan Watson, una doctora con un pasado difícil que con su trabajo busca una oportunidad para ayudar a los demás. Ambos formarán un dúo que se encargará de resolver crímenes por toda la ciudad de Nueva York.3​ Holmes contará también con el apoyo del capitán de policía Thomas 'Tommy' Gregson (Aidan Quinn), un experimentado investigador que valorará la capacidad de Holmes para resolver misterios. En busca de los criminales en la ciudad más importante del mundo, Holmes y Watson aprenderán a trabajar juntos, y pronto descubrirán que se necesitan el uno al otro para superar sus problemas y también los errores de su pasado.